Kupferoxid (Cu₂O) im Antifouling: der unsichtbare Killer

Copper oxide (Cu₂O) in antifouling: the invisible killer

Schiffe, die an der Torres-Straße an Land gebracht und auf Kiel gelegt wurden, um den Rumpf zu reinigen.

 Menschen sind seltsam. Während wir die unberührte Natur, die Sonne und das Meer genießen, entwickeln wir gleichzeitig technische Dinge, die unser Leben verbessern sollen, uns aber letztendlich von der besten Erfindung aller Zeiten entfremden: dem Leben selbst.

Fernsehen, Mobiltelefone und Elektroautos sind hochmoderne Technologien, aber sie verbessern nicht die Qualität der Natur. Wer gerne auf dem Wasser ist, sieht die Schönheit der Natur – und verschmutzt und vergiftet gleichzeitig das marine Leben, oft ohne es zu wissen.

Natürlich gibt es bestimmte Aspekte des Lebens, die weiterhin technische Verbesserungen erfordern, wie zum Beispiel die effektivste Methode zur Erhaltung eines Schiffsrumpfs. Dies war vor Hunderten von Jahren eine Herausforderung – und ist es bis heute. Jedes Boot im Wasser kämpft gegen unerwünschte Gäste, die sich am Rumpf festsetzen: Algen, Muscheln und Seepocken. Eine ausgewogene Lösung zu finden, die das Meeresleben nicht schädigt, wäre der größte Ausdruck von Respekt gegenüber seiner Schönheit. Und die gute Nachricht ist: Heute ist das möglich.

Die Erfindung von Kupfer als Antifouling-Mittel

Vor langer Zeit entdeckte jemand, dass Kupfer eine starke algenabweisende Wirkung hat. Die Phönizier und Römer brachten dünne Kupferplatten auf Schiffsrümpfen an, um Bewuchs im Meer zu verhindern. Im 18. Jahrhundert begann die britische Royal Navy, hölzerne Schiffe mit Kupferplatten zu verkleiden – eine äußerst wirksame Methode gegen Seepocken und Schiffsbohrwürmer. Doch mit der Zeit wurden Holzschiffe durch Eisen- und Stahlrümpfe ersetzt, und Kupferplatten waren aufgrund galvanischer Korrosion nicht mehr praktikabel.

Die Menschheit kämpfte darum, das Antifouling-Verfahren zu verbessern, bis Mitte des 19. Jahrhunderts die erste antifoulinghaltige Kupferverbindung entwickelt wurde. Unternehmen wie International Paint (AkzoNobel), Hempel und Jotun verfeinerten in den frühen 1900er-Jahren kupferoxidbasierte Beschichtungen und setzten damit den globalen Standard.

Ohne das Ausmaß der Problematik zu erkennen, haben wir Kupferoxid-Antifoulingfarben jahrzehntelang verwendet. Anfangs beobachtete niemand lange genug unter Wasser, um die Auswirkungen von Kupferoxid auf das Meeresleben zu verstehen. Glücklicherweise wächst unser Bewusstsein heute – denn wir wissen, dass Kupferoxid für zahlreiche aquatische Arten tödlich ist. Wissenschaftlich ist bewiesen, dass Kupferoxid in Antifouling-Farben erhebliche Auswirkungen auf marine Ökosysteme hat.

Toxizität für marine Organismen

Die von Antifouling-Farben freigesetzten Kupferionen sind für viele marine Organismen hochgiftig, darunter Algen, Weichtiere, Krebstiere und Fische. Besonders betroffen ist Plankton – die Basis der marinen Nahrungsketten. Kupferionen beeinträchtigen die Photosynthese und Zellprozesse, was die Planktonpopulationen reduziert – mit weitreichenden Folgen für alle darauf angewiesenen Organismen.

Ein 2019 veröffentlichter Bericht im Marine Pollution Bulletin untersuchte die Anreicherung von Spurenelementen in einer marinen Nahrungskette. Die Forscher stellten fest, dass die Kupferkonzentrationen von kleineren Planktonorganismen bis hin zu Fischen kontinuierlich abnahmen, was auf eine erhebliche Bioakkumulation in den unteren trophischen Ebenen hinweist.

Eine weitere Studie aus dem Jahr 2022 zeigte, dass sich Kupfer in Jachthäfen in Puget Sound (Washington) stärker anreichert als in offenen Gewässern – besonders in stärker abgeschlossenen Häfen.

Bioakkumulation und Auswirkungen auf die Nahrungskette

Kupfer kann sich in marinen Organismen anreichern und mit der Zeit in deren Gewebe akkumulieren. Raubtiere, die kontaminierte Beute fressen, sind einer noch höheren Konzentration ausgesetzt – mit toxischen Folgen für verschiedene Ebenen der Nahrungskette.

Wissenschaftlicher Beleg: Eine Studie im Journal of Animal Ecology (2022) zeigte, dass bioakkumulierter Kupfergehalt in Muscheln die Reproduktionsraten von Seevögeln und Fischen, die sie verzehren, erheblich reduzierte.

Kupferoxid (Cu₂O) im Antifouling: Der unsichtbare Killer

Langfristig verändert Kupferbelastung die Gemeinschaftsstrukturen und reduziert die Artenvielfalt in kontaminierten Gebieten. Hartnäckige Kupferrückstände im Sediment können zudem die Regeneration mariner Lebensräume behindern, selbst nach der Einstellung der Nutzung von Antifouling-Farben.

Untersuchungen in Marine Environmental Research (2021) fanden heraus, dass in Küstengebieten mit hohen Kupferkonzentrationen die Artenvielfalt um bis zu 60 % niedriger ist als in unbelasteten Bereichen.

Organotin-Antifouling

In den 1960er Jahren wurde Antifouling-Farbe mit organischen Zinnverbindungen als revolutionäre Alternative zu kupferhaltigen Farben eingeführt. Sie war äußerst effektiv: geringerer Widerstand, verbesserte Treibstoffeffizienz und minimaler Wartungsaufwand.

Doch schon ein Jahrzehnt später erkannten Wissenschaftler schwerwiegende ökologische Schäden: Rückgänge von Muschel- und Austernpopulationen, hormonelle Störungen bei Meeresschnecken (Imposex), die zu Populationszusammenbrüchen führten.

Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) verhängte schließlich ein weltweites Verbot von TBT-basierten Antifouling-Farben, das 2008 vollständig in Kraft trat. Danach kehrten alle zurück zu „gutem alten“ Kupfer-Antifouling.

Alternativen zu Kupfer-Antifouling

Da Kupferoxid zwar wirksam gegen Bewuchs ist, aber erhebliche Risiken für marine Ökosysteme darstellt, arbeiten Experten an Alternativen.

Eine Lösung ohne Biozide scheint ideal, aber sie birgt ein anderes Problem: die Freisetzung von Mikroplastik durch sich auflösende Farbe. Mikroplastik in den Meeren ist ein noch größeres Problem, da es letztlich über Fische und Meeresfrüchte in unsere Nahrung gelangt.

Finsulate: Die Natur als Vorbild

Die beste umweltfreundliche Antifouling-Lösung wurde von der niederländischen Firma Finsulate entwickelt: eine Spezialfolie mit winzigen Seeigelstacheln. Sie wird auf den Schiffsrumpf geklebt und liefert erstaunliche Ergebnisse – mit einer Garantie von acht Jahren.

Wer das Leben im Meer wirklich schützen will, sollte handeln und den Schiffsrumpf mit Finsulate schützen. Kontaktieren Sie uns noch heute für eine bessere Zukunft.

Delen:

OVERIGE BERICHTEN